[实用新型]一种抗腐蚀高效选择性吸收涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗腐蚀高效选择性吸收涂层，是目前太阳能集热器的关键技术之一，属于太阳能热利用和镀膜技术之一。

背景技术

目前正在研究或应用的用于太阳能集热器的选择性吸收涂层虽有几十种之多，但从生产方法上总体可以分三大类：磁控溅射或电子束蒸发涂层、涂料型涂层、化学或电化学表面转化涂层。其中具有代表性的产品如：选择性吸收涂料、铝阳极化电解着色选择性吸收涂层、选择吸收性黑铬涂层和磁控溅射氮氧化钛涂层是用于平板型太阳能热水器中代表低、中、高三种档次的典型涂层。

现有的选择性吸收涂层的吸收率低、发射率高、耐候性不高而且对环境造成污染等缺点，影响了太阳能集热器的发展。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种抗腐蚀高效选择性吸收涂层，本抗腐蚀高效选择性吸收涂层，采用真空磁控溅射工艺，主要结构由内而外依次为：基层、金属均匀层、介质层（1）、半透明金属层、介质层（2）。

所述基层采用金属基材。

所述金属均匀层是厚度为5～50nm的金属靶材填充而成。

所述介质层（1）是由非金属靶材充N₂生成的厚度为20～150nm的非金属氮化物，采用真空磁控溅射的方法，其中溅射气体为体积流量为30～55标况毫升每分的Ar和体积流量为60～80标况毫升每分的N₂两种气体组成，功率为10～28kW。

所述半透明金属层是由金属靶材生成的5～50nm的Ni/Cu靶材组成，溅射气体为Ar，体积流量为50～75标况毫升每分。

所述介质层（2）是由非金属靶材充N₂生成的厚度为20～150nm的非金属氮化物。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用磁控溅射工艺，整个生产过程安全环保，对环境不会造成任何污染；采用五层最优膜层设计结构，吸收率≥96%，发射率≤5%（20℃）。本发明攻克了目前市场上太阳能集热器吸收涂层的吸收率低、发射率高、耐候性不高而且对环境造成污染等一系列难题，从而满足平板集热器的需要。

附图说明

附图为本发明膜层结构图。其中，1为介质层（2）；2为半透明金属层；3为介质层（1）；4金属均匀层；5为基层。

具体实施方式

实施例1：采用铝卷材为基材，经过清洗、烘干处理，待用；利用磁控溅射工艺，抽真空达到要求后，依次经过Al靶、硅靶、Cr靶材、硅靶，并依次均匀通入高纯度Ar、Ar+N₂、Ar、Ar+N₂气体，通过调整功率和气体浓度，可形成结构为基层（Al，厚度：3～9nm）、金属均匀层（Ni,5～40nm）、介质层（1）（材料Si₃N₄，厚度20～140nm)、半透明金属层(Cr，厚度为5～40nm)、介质层（2）(材料Si₃N₄，厚度为20～140nm)的涂层，这种涂层的吸收率95～96.5%，发射率4～5%。

实施例2：采用铜卷材做基材，经过清洗、烘干处理，待用；利用磁控溅射工艺，抽真空达到要求后，依次经过Al真空镀膜室、等离子增强沉积Si₃N₄室、真空溅射Cr镀层镀膜室、等离子增强沉积Si₃N₄室，通过调整功率和气体浓度，可形成结构为基层（Al，厚度：10nm）、金属均匀层（Ti,10～50nm）、介质层（1）（材料Si₃N₄，厚度150nm)、半透明金属层(Cr，厚度为50nm)、介质层（2）(材料Si₃N₄，厚度为150nm)的涂层，这种涂层的吸收率96%，发射率4.5%。